Sınırlayıcı reaktif ve fazlalığı nedir? nasıl hesaplanır ve örnekler

sınırlayıcı reaktif tamamen tüketilen ve kimyasal tepkimede ne kadar ürün kütlesi oluşacağını belirleyen şey; aşırı reaktif, sınırlayıcı reaktifin tüketilmesinden sonra tamamen reaksiyona girmeyen reaktif.

Birçok reaksiyonda, ilgilenilen tüm reaktifin reaksiyona girmesini sağlamak için fazla miktarda bir reaktif aranır. Örneğin, A, C'yi üretmek için B ile reaksiyona girerse ve A'nın tamamen reaksiyona girmesi isteniyorsa, fazla miktarda B ilave edilir, ancak sentez ve bilimsel ve ekonomik kriterler, A miktarının uygun olup olmadığına karar verenlerdir. veya B.

Sınırlayıcı reaktif, kimyasal reaksiyonda oluşabilecek ürün miktarını belirler. Bu nedenle, A'dan ne kadar tepki verdiğinizi biliyorsanız, derhal C'den ne kadar oluştuğunu belirlersiniz. Asla aşırı reaktif, ürünün oluşturduğu miktarları ortaya çıkarmaz..

Ve reaksiyonda hem A hem de B'yi tüketirlerse? Öyleyse, A ve B'nin eşmolar bir karışımından bahsediyoruz. Ancak pratikte, tüm reaktiflerin eşit miktarda mol veya eşdeğeri olduğundan emin olmak kolay bir iş değildir; Bu durumda, ikisinden biri, A veya B, C'nin oluşturduğu miktarı hesaplamak için kullanılabilir..

indeks

• 1 Sınırlayıcı ve fazla reaktifler nasıl hesaplanır??
  • 1.1 Yöntem 1
  • 1.2 Yöntem 2
• 2 Örnekler
  • 2.1 - Örnek 1
  • 2.2 - Örnek 2
• 3 Kaynakça

Sınırlayıcı ve fazla reaktifler nasıl hesaplanır??

Reaksiyona müdahale edebilecek sınırlayıcı reaktifin miktarını tanımlamanın ve hesaplamanın birçok yolu vardır. Hesaplandıktan sonra diğer reaktifler fazladır.

Reaktiflerin stokiyometrik oranla oranının karşılaştırılmasına dayanarak, sınırlayıcı reaktifin hangisi olduğunu belirlemeye izin veren bir yöntem aşağıda tarif edilen yöntemdir..

1. Metot

Bir kimyasal reaksiyon aşağıdaki şekilde şematikleştirilebilir:

aX + bY => cZ

X, Y ve Z'nin her reaktif ve ürünün mol sayısını temsil ettiği durumlarda. A, b ve c, reaksiyonların kimyasal dengesinden kaynaklanan stokiyometrik katsayılarını temsil ederken.

Bölüm (X / a) ve bölüm (Y / b) elde edilirse, en düşük bölüme sahip olan reaktif sınırlayıcı reaktifdir..

Belirtilen oranlar hesaplandığında, reaksiyonda bulunan mol sayısı (X, Y ve Z) ile reaksiyonda yer alan mol sayısı ile reaktiflerin (a ve b) stokiyometrik katsayıları tarafından temsil edilen ilişki kurulmaktadır..

Bu nedenle, bir reaktif için belirtilen bölüm ne kadar düşükse, reaksiyonu sonuçlandırmak için o reaktifin açığı o kadar büyük olur; ve bu nedenle, sınırlayıcı reaktif.

örnek

SiO₂(s) + 3 C (s) => SiC (s) + 2 CO₂(G)

3 g SiO reaksiyona girer₂ (silisyum oksit) 4.5 g C (karbon) ile.

SiO'un Molleri₂

Kütle = 3 g

Moleküler ağırlık = 60 g / mol

SiO mol sayısı₂ = 3 g / (60 g / mol)

0.05 mol

C mol sayısı

Kütle = 4.5 g

Atom ağırlığı = 12 g / mol

C sayısı = 4.5 g / (12 g / mol)

0.375 mol

Reaktiflerin mol sayısı ile stokiyometrik katsayıları arasındaki oran:

SiO için₂ = 0,05 mol / 1 mol

Bölüm = 0.05

C = 0.375 mol / 3 mol için

Oran = 0.125

Bölüm değerlerinin karşılaştırılmasından sınırlayıcı reaktifin SiO olduğu sonucuna varılabilir.₂.

Yöntem 2

Üretilen kütle SiC, 3 g SiO kullanıldığında önceki reaksiyondan hesaplanır.₂ ve 4.5 g C kullandığınızda

(3 g SiO₂) x (1 mol SiO)₂/ 60 g SiO₂) x (1 mol SiC / 1 mol SiO)₂) X (40 g SiC / 1 mol SiC) = 2 g SiC

(4.5 g C) x (3 mol C / 36 g C) x (1 mol SiC / 3 mol C) x (40 g SiC / 1 mol SiC) = 5 g SiC

Daha sonra, reaksiyon, tüm SiO tüketildiğinde üretilen miktardaki tüm karbonu tüketen reaksiyonun gerçekleşmesi durumunda daha fazla SiC (silisyum karbür) üretecektir.₂. Sonuç olarak, SiO₂ sınırlayıcı reaktif, çünkü tüm C fazlası daha fazla SiC üretilir..

Örnekler

-Örnek 1

0.5 mol alüminyum 0.9 mol klorin (Cl₂) alüminyum klorür (AlCl) oluşturmak için₃): Sınırlayıcı reaktif nedir ve fazla olan reaktif nedir? Sınırlayıcı reaktifin kütlesini ve fazla reaktifi hesaplayın

2 At + 3 Cl₂(g) => 2 AlCl₃(S)

1. Metot

Reaktiflerin molleri ile stokiyometrik katsayılar arasındaki oranlar:

Alüminyum için = 0.5 mol / 2 mol

Alüminyum oranı = 0.25

Cl için₂ = 0.9 mol / 3 mol

Cl Oranı₂ = 0.3

Ardından, sınırlayıcı reaktif alüminyumdur..

Benzer bir sonuca varmak gerekirse, 0.5 mol alüminyum ile birleştirilmesi gereken klorin molü belirlenirse.

Cl molleri₂ = (0.5 mol Al) x (3 mol Cl₂/ 2 mol Al)

0.75 mol Cl₂

O zaman fazla bir Cl var.₂: Alüminyum ile reaksiyona girmesi için 0.75 mol gerekir ve 0.9 mol bulunur. Bu nedenle, 0.15 mol CI fazlası var._2.

Sınırlayıcı reaktifin alüminyum olduğu sonucuna varılabilir.

Reaktif kütlelerin hesaplanması

Sınırlayıcı reaktifin kütlesi:

Alüminyum kütle = 0.5 mol Al x 27 g / mol

13,5 g.

Al’ın atom kütlesi 27 g / mol’dür..

Fazla reaktifin kütlesi:

0.15 mol Cl bıraktı₂

Cl Kütle₂ artık = 0.15 mol Cl₂ x 70 g / mol

10,5 g

-Örnek 2

Aşağıdaki denklem, sulu çözeltideki gümüş nitrat ve baryum klorür arasındaki reaksiyonu gösterir:

2 AgNO₃ (ac) + BaCl₂ (ac) => 2 AgCl (ler) + Ba (NO)₃)₂ (Sulu)

Bu denkleme göre, eğer 62.4 g AgNO içeren bir çözelti₃ 53.1 g BaCl içeren bir çözelti ile karıştırılır₂a) Sınırlayıcı reaktif nedir? b) Kaç tane reaktif reaksiyona girmeden kalır? c) Kaç gram AgCl oluşturuldu??

Moleküler ağırlıklar:

-AgNO₃: 169.9 g / mol

-BaCl₂: 208.9 g / mol

-AgCl: 143.4 g / mol

-Ba (NO)₃)₂: 261.9 g / mol

1. Metot

Sınırlayıcı reaktifin tanımlanmasını sağlayan Yöntem 1'in uygulanması için, AgNO'nun mollerinin belirlenmesi gereklidir.₃ ve BaCl₂ reaksiyonda mevcut.

AgNO'nun Molleri₃

Moleküler ağırlık 169.9 g / mol

Kütle = 62.4 g

Mol sayısı = 62.4 g / (169.9 g / mol)

0.367 mol

BaCl'nin Molleri₂

Moleküler ağırlık = 208.9 g / mol

Kütle = 53.1 g

Mol sayısı = 53.1 g / (208.9 g / mol)

0.254 mol

Reaktiflerin mol sayısı ile bunların stokiyometrik katsayıları arasındaki bölümlerin belirlenmesi.

AgNO için₃ = 0.367 mol / 2 mol

Oran = 0.184

BaCl için₂ = 0.254 mol / 1 mol

Oran = 0.254

Yöntem 1'e dayanarak, bölümlerin değeri AgNO'yu tanımlamaya izin verir₃ sınırlayıcı reaktif olarak.

Fazla reaktif kütlesinin hesaplanması

Reaksiyonun stokiyometrik dengesi, 2 mol AgNO olduğunu gösterir.₃ 1 mol BaCl ile reaksiyona girer_2.

BaCl'nin Molleri₂= (0.367 mol AgNO₃) x (1 mol BaCl₂/ 2 mol AgNO₃)

0.1835 mol BaCl₂

Ve BaCl'in molleri₂ Bu, reaksiyona müdahale etmemiş, yani aşırı olduklarından:

0.254 mol - 0.1835 mol = 0.0705 mol

BaCl kütlesi₂ fazlasıyla:

0,0705 mol x 208,9 g / mol = 14,72 g

özet:

Aşırı Reaktif: BaCl₂

Fazla kütle: 14.72 g

Reaksiyonda üretilen AgCl gramının hesaplanması

Ürünlerin kütlesini hesaplamak için hesaplamalar sınırlayıcı reaktife dayalı olarak yapılır..

AgCl = = (62.4 g AgNO)₃) x (1 mol AgNO₃/ 169.9 g) x (2 mol AgCl / 2 mol AgNO₃) x (142.9 g / mol AgCl)

52.48 g

referanslar

1. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. (2008). Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme.
2. Flores J. (2002). Kimya. Editoryal Santillana
3. Vikipedi. (2018). Reaktifin sınırlandırılması: en.wikipedia.org
4. Shah S. (21 Ağustos 2018). Sınırlayıcı Reaktifler. Kimya LibreTexts. Şu kaynaktan alındı: chem.libretexts.org
5. Stokiyometri Sınırlayıcı Reaktif Örnekleri. Alınan kaynak: chemteam.info
6. Washington Üniversitesi (2005). Sınırlayıcı Reaktifler. Alınan kaynak: chemistry.wustl.edu